一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106299365A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610966202.0(22)申请日2016.11.04(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市科学大道100号(72)发明人毛景张涛轩敏杰代克化胡俊华张晓俐邵国胜(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司41119代理人张鹏辉(51)Int.Cl.H01M4/583(2010.01)H01M10/05(2010.01)H01M4/133(2010.01)H01M10/0569(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池(57)摘要本发明涉及一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池，属于钠离子储能设备技术领域。该生物质硬碳负极材料是由下列方法制备的：1)将生物质原料粉碎得前驱体颗粒；2)在保护气氛下，将前驱体颗粒升温至400～600℃预烧1.5～2.5h，后随炉冷却至室温，再升温至800～1600℃煅烧2～5h，冷却得中间品；3)将中间品置于碱液中浸泡，取出再置于酸液中浸泡，后水洗至中性，干燥得纯化品；4)将纯化品于1000～2000W功率下进行微波真空活化3～15s即得。所得生物质硬碳负极材料首次充放电效率高达90％以上，循环稳定性好，可逆比容量在300mAh/g以上，具有良好的电化学性能。CN106299365ACN106299365A权利要求书1/1页1.一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：是由包括下列步骤的方法制备的：1)将生物质原料粉碎，得前驱体颗粒；2)在保护气氛下，将步骤1)所得前驱体颗粒升温至400～600℃预烧1.5～2.5h，后随炉冷却至室温，再升温至800～1600℃煅烧2～5h，冷却得中间品；3)将步骤2)所得中间品置于碱液中浸泡，取出再置于酸液中浸泡，后水洗至中性，干燥，得纯化品；4)将步骤3)所得纯化品于1000～2000W功率下进行微波真空活化3～15s，即得。2.根据权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：步骤1)中，所述生物质原料为松果、椰果、核桃壳、麦秸、稻壳、蓝藻、豆渣、香蕉皮、棉花、沥青、泥炭、海藻、棉花壳中的任意一种或几种。3.根据权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：步骤1)中，所述前驱体颗粒的粒径为50～500目。4.根据权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：步骤2)中，先以0.5～10℃/min的速率升温至400～600℃预烧1.5～2.5h，后冷却至室温，再以0.5～10℃/min的速率升温至800～1600℃煅烧2～5h。5.根据权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：步骤3)中，所述碱液为KOH溶液，质量浓度为10％～40％；在碱液中浸泡时间为2～15h。6.根据权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：步骤3)中，所述酸液为盐酸，浓度为1～6mol/L；在酸液中的浸泡时间为2～18h。7.根据权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料，其特征在于：步骤3)中，所述干燥为真空干燥，干燥温度为80～120℃，时间为8～16h。8.一种如权利要求1所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：1)将生物质原料粉碎，得前驱体颗粒；2)在保护气氛下，将步骤1)所得前驱体颗粒升温至400～600℃预烧1.5～2.5h，后随炉冷却至室温，再升温至800～1600℃煅烧2～5h，冷却得中间品；3)将步骤2)所得中间品置于碱液中浸泡，取出再置于酸液中浸泡，后水洗至中性，干燥，得纯化品；4)将步骤3)所得纯化品于1000～2000W功率下进行微波真空活化3～15s，即得。9.一种钠离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于：所述负极采用如权利要求1-7中任一项所述的钠离子电池用生物质硬碳负极材料作为负极活性物质。10.根据权利要求9所述的钠离子电池，其特征在于：所述电解液包含钠盐和非水溶剂；所述钠盐为NaClO4、NaPF6中的任意一种，所述非水溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的任意一种或组合。2CN106299365A说明书1/7页一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料、制备方法及钠离子电池技术领域[0001]本发明属于钠离子储能设备技术领域，具体涉及一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料，同时还涉及一种钠离子电池用生物质硬碳负极材料的制备方法及采用该生物质硬碳负极材料的钠离子电池。背景技术[0002]近年来，由于化石资源短缺，碳材料的发展和应用受到很大的限制。生